论传感器测量系统中电磁计量技术的应用

论传感器测量系统中电磁计量技术的应用

陈攀

江苏金陵机械制造总厂

摘要：在我国日益繁荣昌盛的，科技不断创新的背景下，传感器技术已经渗透到了各个学科领域,很多生产企业在生产流程中都使用了传感器测量系统,其为保证企业生产的产品质量起到了不小的作用。

关键词：传感器测量系统；电磁计量技术；应用

1概述

1.1电磁计量技术

在我国各项经济不断攀升的背景下，电磁计量技术在持续地健全，被广泛的应用到了检测工作当中。而所谓的电磁计量技术，就是在的对一个项目进行检测时，通过相应的设备与仪器对其进行测量，并利用一定的分析方法，对其进行相应的定量分析，从而达到检测的目的。在古代社会的发展中，就对磁性进行了大量的应用，最为著名的就是罗盘，而到了17世纪末，逐渐的对电学进行了研究，从而使人们对磁性的重视程度更高，逐渐的将电磁作为一种能源，被广泛的应用到了各类科学项目当中。在对电磁研究当中，最具代表性的就是两磁量，根据其包含内容的不同，可以将其分为两种，分别是磁学量与电学量，随着不断地对其进行研究，在当前阶段中，逐渐出现了很多的仪器与设备，如电压表、万能表等。在以往的电磁计量技术在传感器测量系统的应用当中，主要应用的是热电偶传感器，其是一种电能量传感器，其是通过两根导线连接而构成的，在组合时，将导线的两端接触，并将其焊接到一起，放入被测物质当中，对物质的热性能进行检测，称其为热端。而另外一段，将其称为冷端，通过导线，将其与仪表进行连接，在测量的过程中，如果两端温度出现差异，就会在其内部出现一定的电动势，从而检测出物质温度的变化情况，并通过仪表显示出来。在实际应用的过程中，导线材料的不同，热电偶的检测性能也会存在一定差异，因此，在使用的过程中，就需要通过查表来确定出测量的准确结果。这种传感技术的研究时间较长，到了现今阶段，发展的相对比较完善，被广泛的应用到了温控系统当中。在对该系统检测时，只需将仪表的任意一端断开，并从该端输入相应的信号值，就可以确定出其是否出现问题，从而判断出热电偶是否产生问题，不仅提高了检测工作的质量，而且检测工作更加的便捷与迅速。

1.2传感器

传感器能够感受到被测量的信息，还能按照一定的规律将所感受到的信息转换成为所需形式的信息或电信号输出，属于一种检测装置，能够满足信息的控制、记录、显示、存储、处理、传送等要求，因此，可以说传感器是实现自动控制和自动检测的首要环节。网络化、系统化、多功能化、智能化、数字化、微型化等都是传感器的特点，传感器对新型工业的建立起到促进作用，并成功推动了传统产业的更新换代及改造，成为新时期新的经济增长点。若按照输出信号标志进行分类可将传感器分为数字传感器、开关传感器以及模拟传感器。若按照原理进行分类，可分为生物传感器、真空度传感器、气敏传感器、磁敏传感器、湿敏传感器、振动传感器等。按照能量转换原理可分为无源传感器和有源传感器。按照工作原理进行划分，可分为电势式传感器、电容式传感器、电感式传感器、电阻式传感器等。若按照输入物理量又可分为气敏传感器、温度传感器、速度传感器、压力传感器、位移传感器等。通过电磁计量技术可以完成对电量的测量，而电脉冲信号、电阻、电流、电压等电量为传感器最后的输出。当今在传感器测量系统中应用较为普遍的就是电流和电压信号。

2电磁计量技术在传感器测量系统中的实际应用

2.1传感器测量系统中的电磁计量

本文以智能手机为例，（1）光线传感器由光敏三极管组成，当外界光线照射时，会产生相应的电流从而感知环境光亮度。（2）距离传感器由LED发出红外光并被前方物体反射，再经红外探测器接收并计算其强度，从而测得距离。（3）重力传感器是利用压电效应来工作的，通过两个正交方向压电片产生的电压大小来求得水平方向。（4）磁场传感器采用各向异性的磁致电阻材料制作，当外界磁场发生微小的变化时，自身电阻会发生相应的变化，通过测量电阻两端的电压即可计算出方向。（5）指纹传感器的传统方法是采用电容式识别方式，根据电容原理，以用户手指作为电容的其中一极，手机内的硅晶片阵列作为电容的另一极，人体所带的微电场与电容之间会产生微电流，由于指纹波峰波谷的存在，使硅晶片上形成电容差，进而复现指纹图像。（6）霍尔感应器利用了霍尔磁电效应，当磁场中的导体流过电流时，导体中的电子将受到一个垂直于电子运动方向的力，使导体两端产生电势差。（7）气压传感器常常采用变阻式设计，制造时把薄膜和变阻器安装在一起，大气气压的改变会使电阻发生相应变化，通过对电阻上的电流或电压测量，即可得到气压值。在上述的智能手机传感器测量系统中，传感器的任务都是把待测物理量转化为电压、电流、光强、电阻、电容等电磁参量来测量，对手机的检测与验收时同样是以电磁参量的形式进行计量，这充分说明了电磁计量技术在传感器系统中的关键地位。

3.2 DPI-I型远程数显压力计

压力传感器是通过电磁计量技术满足传感器的测量，其可以将重力转变成为电信号，再配合数字仪表或者是机械仪表就可以将压力值显示出来。反之，通过控制单元的电信号，就可以控制对应的电气执行机构，最终改变压力本身的施加强度。DPI-I型远程数显压力计是具备传输远程信号能力的一种压力计量仪表，在其内部配置有JCYX高精度压力传感器，通过线性补偿以及温度的精密控制，利用模块化的信号处理，就可以直接测量介质的压力，然后通过数字呈现给用户，同时，让有标准的电流信号输入之后（4～20mA或0～10mA），就可以直接控制电器的执行单元。连接到DPI-I远程数字显示压力机和电流表，也可以判断其准确度。在仪表正常使用的前提下，如果没有压力带给被测介质，那么显示窗口的电流表读数为4mA，4-000.0kPa。如果读数存在偏差，也可以利用“ZO”电位器来实现零点的校正处理。当完成校正后，可以测量介质的压力。等待达到额定值后，其电流表读数为20mA。如果存在读数偏差，零点校正处理就可以选择使用“FS”电位器来进行。需要注意，虽然“ZO”与“FS”本身的功能都包含调零，但是能力会受到一定的有限。在零位和满量程位实现了校准，中间点压力值需要按照线性关系，满足测量要求。在进行校准之前，标准值与电流表的读数存在较大的差异，能够判断出示仪表出现了故障，其精度就无法再通过简单的操作来确定。SCS-100型大型电子秤其功能包含：A/D转换电路，运算放大电路，外围对电路加以辅助，同时还具有操作面板以及单片机控制单元。其中，显示电路、串通型电路以及打印电路的输入信号为-30～30mA。在电子秤上有专用的承重显示屏的存在，如XK3190和D9型。为了对仪器是否满足要求进行检查，就需要直接在显示端表现出毫伏表串联的情况，如果其分辨率超过lμV，世纪的结果呈现出来的电子秤重量读数和毫伏读数是线性关系，那么就可以将其作为最终的结果，在电子秤的评定之中加以使用。这也表示在电子设备电参量测量中使用电磁测量仪，就必须处理好测量的数据，并且这样的方式也可以最终判断待测的设备是否能够满足国家标准要求。

结语

总而言之，随着系统智能化、功能化、微型化的快速发展，传感器系统所具有的能力也在逐渐增多，这样就可以做好数据误差的对应补偿，满足各个方面处理数据的要求，也有利于今后在测量之中正常的使用。

参考文献

[1]陆颖颖.快速电磁计量软件包设计及应用[J].电子测试，2017（17）：39-40

[2]林浩.浅谈电磁兼容测试仪器的计量校准[J].山东工业技术，2016（17）：231